JP3519573B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に係
り、基板面にほぼ平行な方向に電界を印加して液晶を駆
動する液晶表示装置に関する。
り、基板面にほぼ平行な方向に電界を印加して液晶を駆
動する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の液晶表示装置においては、液晶層
を駆動する電極は２枚の基板上にそれぞれ形成され、対
向配置された透明電極を用いていた。これは液晶に印加
する電界の方向を基板面にほぼ垂直な方向とすることで
動作するツイステッドネマチック表示方式に代表され
る。
を駆動する電極は２枚の基板上にそれぞれ形成され、対
向配置された透明電極を用いていた。これは液晶に印加
する電界の方向を基板面にほぼ垂直な方向とすることで
動作するツイステッドネマチック表示方式に代表され
る。
【０００３】一方、液晶に印加する電界の方向を基板面
にほぼ平行にする方式として櫛歯電極対を用いた方式
が、例えば、特公昭６３−２１９０７号、ＵＳＰ４,３
４５,２４９号、ＷＯ９１／１０９３６号、特開平６−
２２２３９７号および特開平６−１６０８７８号等によ
り提案されている。
にほぼ平行にする方式として櫛歯電極対を用いた方式
が、例えば、特公昭６３−２１９０７号、ＵＳＰ４,３
４５,２４９号、ＷＯ９１／１０９３６号、特開平６−
２２２３９７号および特開平６−１６０８７８号等によ
り提案されている。
【０００４】この場合には電極は必ずしも透明である必
要は無く、導電性の高い不透明な金属電極が用いられ
る。この液晶に印加する電界の方向を基板面にほぼ平行
な方向とする表示方式（以下、横電界方式と云う）につ
いて、折れ曲がった電極を用いてマルチドメインを形成
し、表示面に対し斜め方向から見た場合の色調変化や階
調反転をなくす方法については、Ｓ．Ａratani et al．
Ｊpn．Ｊ．Ａppl．Ｐhys．３６（１Ａ／Ｂ）Ｌ２７−２
９（１９９７）に記載されている。
要は無く、導電性の高い不透明な金属電極が用いられ
る。この液晶に印加する電界の方向を基板面にほぼ平行
な方向とする表示方式（以下、横電界方式と云う）につ
いて、折れ曲がった電極を用いてマルチドメインを形成
し、表示面に対し斜め方向から見た場合の色調変化や階
調反転をなくす方法については、Ｓ．Ａratani et al．
Ｊpn．Ｊ．Ａppl．Ｐhys．３６（１Ａ／Ｂ）Ｌ２７−２
９（１９９７）に記載されている。
【０００５】しかしながら、このような折れ曲がった電
極を用いた場合の高開口率を得る方法については言及さ
れていない。
極を用いた場合の高開口率を得る方法については言及さ
れていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように折れ曲が
った電極を用いて単純に画素を形成すると、画素そのも
のが折れ曲がった構造になる。そのために、直線を表示
した場合に、微小な画素の折れ曲がりが見えて、表示品
質を低下させると云う問題がある。
った電極を用いて単純に画素を形成すると、画素そのも
のが折れ曲がった構造になる。そのために、直線を表示
した場合に、微小な画素の折れ曲がりが見えて、表示品
質を低下させると云う問題がある。
【０００７】そこで、画素は長方形のままとし、電極の
み折れ曲がったものを使用して、マルチドメインを形成
することを考えた。実際にそのように設計すると、画素
の左右両端にある直線上の映像信号電極の間に、折れ曲
がった共通電極および画素電極を配置することになる。
その場合、遮光しなければならない映像信号電極と隣接
する共通電極（あるいは画素電極）の間の領域が増える
ので、開口率が大幅に低下してしまうと云う問題が生じ
た。
み折れ曲がったものを使用して、マルチドメインを形成
することを考えた。実際にそのように設計すると、画素
の左右両端にある直線上の映像信号電極の間に、折れ曲
がった共通電極および画素電極を配置することになる。
その場合、遮光しなければならない映像信号電極と隣接
する共通電極（あるいは画素電極）の間の領域が増える
ので、開口率が大幅に低下してしまうと云う問題が生じ
た。
【０００８】本発明の目的は、上記のこうした課題を解
決し、高開口率のマルチドメイン横電界方式の液晶表示
装置を提供することにある。
決し、高開口率のマルチドメイン横電界方式の液晶表示
装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】長方形の画素で電極のみ
折れ曲がったものを用いた場合、開口率を低下させる要
因として、下記の３点が挙げられる。
折れ曲がったものを用いた場合、開口率を低下させる要
因として、下記の３点が挙げられる。
【００１０】 映像信号電極とそれに隣接する電極と
の間に挟まれた領域が広くなる。
の間に挟まれた領域が広くなる。
【００１１】 映像信号電極に隣接する電極の幅が広
い。
い。
【００１２】 電極の折れ曲がった個所に生ずるディ
スクリネーション（液晶が動かない領域）により光が透
過しない部分が生ずる。
スクリネーション（液晶が動かない領域）により光が透
過しない部分が生ずる。
【００１３】上記を解決する本発明の要旨は次のとおり
である。
である。
【００１４】（１） 一対の基板と、該基板間に挟持さ
れた液晶層を有し、前記基板の少なくとも一方には、基
板にほぼ平行な電界を液晶層に印加する複数の電極と、
該電極の少なくとも一つを保護する保護膜と、該保護膜
または電極上に形成された配向膜を有する液晶表示装置
において、前記電極が基板面上で折れ曲がった構造を有
し、かつ、その折れ曲がりの数が１画素内で３〜１１で
あることを特徴とする液晶表示装置。
れた液晶層を有し、前記基板の少なくとも一方には、基
板にほぼ平行な電界を液晶層に印加する複数の電極と、
該電極の少なくとも一つを保護する保護膜と、該保護膜
または電極上に形成された配向膜を有する液晶表示装置
において、前記電極が基板面上で折れ曲がった構造を有
し、かつ、その折れ曲がりの数が１画素内で３〜１１で
あることを特徴とする液晶表示装置。
【００１５】（２） 直線状に形成され映像信号電極
と、該映像信号電極に最も隣合う前記折れ曲がった電極
は、映像信号電極側のみが直線状になるよう形成されて
いる前記の液晶表示装置。
と、該映像信号電極に最も隣合う前記折れ曲がった電極
は、映像信号電極側のみが直線状になるよう形成されて
いる前記の液晶表示装置。
【００１６】（３） 前記折れ曲がった電極は、その折
れ曲がり部において、その角度が異なる部分を２つ以上
設け段階的に折れ曲がっている電極を備えた前記の液晶
表示装置。
れ曲がり部において、その角度が異なる部分を２つ以上
設け段階的に折れ曲がっている電極を備えた前記の液晶
表示装置。
【００１７】前記の領域を低減すには折れ曲がった電
極の曲げる数を増やすことが有効である。電極の折れ曲
げ角度が同じ場合折り曲げの数を増やすと、直線状の映
像信号電極との間の領域が小さくなる。
極の曲げる数を増やすことが有効である。電極の折れ曲
げ角度が同じ場合折り曲げの数を増やすと、直線状の映
像信号電極との間の領域が小さくなる。
【００１８】実際には折れ曲がり数が３個以上になると
急激に前記の領域が小さくなり高開口率が得られる。
しかし、逆に折れ曲がり数が多くなると前記のディス
クリネーションによる光の透過しない領域が増え、開口
率が低下してしまう。
急激に前記の領域が小さくなり高開口率が得られる。
しかし、逆に折れ曲がり数が多くなると前記のディス
クリネーションによる光の透過しない領域が増え、開口
率が低下してしまう。
【００１９】開口率の下限は、ＩＳＯ９２４３で定めら
れており３０％以上でないといけないとされている。上
記規格を満足するには折れ曲がり数は３〜１１がよい。
れており３０％以上でないといけないとされている。上
記規格を満足するには折れ曲がり数は３〜１１がよい。
【００２０】映像信号電極と最も隣合う折れ曲がった電
極の映像信号電極側を直線状に形成（図１(ａ)）する
と、映像信号電極８との間の光が漏れる領域（図１
(ｂ)）をさらに小さくできる。この領域が小さくなれば
その部分を遮光するブラックマトリクスの大きさを小さ
くでき、実質的に開口率を大きくすることができる。
極の映像信号電極側を直線状に形成（図１(ａ)）する
と、映像信号電極８との間の光が漏れる領域（図１
(ｂ)）をさらに小さくできる。この領域が小さくなれば
その部分を遮光するブラックマトリクスの大きさを小さ
くでき、実質的に開口率を大きくすることができる。
【００２１】一画素内の両端の電極の折り曲げを２段階
（図６のθ1とθ2）以上にする。特に、前記の映像信
号電極８に隣接する電極ではその幅を小さくできる。こ
れにより開口率を大きくすることができる。
（図６のθ1とθ2）以上にする。特に、前記の映像信
号電極８に隣接する電極ではその幅を小さくできる。こ
れにより開口率を大きくすることができる。
【００２２】また、輝度を上げるためには開口率を上げ
るだけでなく、下記により全体の光透過率を大きくし
て、輝度向上を図ることができる。
るだけでなく、下記により全体の光透過率を大きくし
て、輝度向上を図ることができる。
【００２３】（４） 青，緑，赤の画素を有し、前記青
の画素におけるピーク透過率波長が４５０〜５００ｎ
ｍ、緑の画素におけるピーク透過率波長が５４０〜５６
０ｎｍ、赤の画素におけるピーク透過率波長が５４０〜
６００ｎｍとなるよう液晶層の厚さが形成され、各画素
の電極は基板面上で折れ曲がった構造を有し、かつ、そ
の折れ曲がりの数が１画素内で３〜１１で、前記青の画
素における電極の折れ曲がり角度は、前記緑の画素の電
極の折れ曲がり角度よりも小さくなるよう形成されてい
ることを特徴とする液晶表示装置。
の画素におけるピーク透過率波長が４５０〜５００ｎ
ｍ、緑の画素におけるピーク透過率波長が５４０〜５６
０ｎｍ、赤の画素におけるピーク透過率波長が５４０〜
６００ｎｍとなるよう液晶層の厚さが形成され、各画素
の電極は基板面上で折れ曲がった構造を有し、かつ、そ
の折れ曲がりの数が１画素内で３〜１１で、前記青の画
素における電極の折れ曲がり角度は、前記緑の画素の電
極の折れ曲がり角度よりも小さくなるよう形成されてい
ることを特徴とする液晶表示装置。
【００２４】横電界方式はいわゆる複屈折モードを用い
ているためその透過率Ｔは、一般に〔１〕式で表すこと
ができる。
ているためその透過率Ｔは、一般に〔１〕式で表すこと
ができる。
【００２５】
【数１】
Ｔ＝Ｔ0・ｓｉｎ2２φ・ｓｉｎ2〔(π・ｄ・Δｎ)／λ〕 …〔１〕
ここで、Ｔ0は係数で、主として液晶パネルに使用され
る偏光板の透過率で決まる数値、φは液晶層の実効的な
光軸と偏光透過軸のなす角度、ｄは液晶層の厚さ、Δｎ
は液晶の屈折率異方性、λは光の波長を表す。
る偏光板の透過率で決まる数値、φは液晶層の実効的な
光軸と偏光透過軸のなす角度、ｄは液晶層の厚さ、Δｎ
は液晶の屈折率異方性、λは光の波長を表す。
【００２６】〔１〕式から分かるように、ｄ・Δｎ／λ
が１／２の整数倍になると透過率が最も大きくなる。通
常この値が概ね１／２となるように設定して十分な透過
率を得るようにする。しかしながら、通常用いられる
青、緑、赤の画素を用いた液晶表示装置では、それぞれ
の画素を最終的に透過する光の波長が異なる。従って、
ｄ・Δｎ／λ≒１／２になるｄは、各画素で異なってし
まう。そのため、青、緑、赤のそれぞれの画素の光の透
過率を最大にするためには、それぞれの画素の液晶層の
厚さｄを変える必要がある。しかし、横電界方式の場
合、液晶層の厚さｄを変えると駆動電圧がそれぞれ変わ
ってしまう。
が１／２の整数倍になると透過率が最も大きくなる。通
常この値が概ね１／２となるように設定して十分な透過
率を得るようにする。しかしながら、通常用いられる
青、緑、赤の画素を用いた液晶表示装置では、それぞれ
の画素を最終的に透過する光の波長が異なる。従って、
ｄ・Δｎ／λ≒１／２になるｄは、各画素で異なってし
まう。そのため、青、緑、赤のそれぞれの画素の光の透
過率を最大にするためには、それぞれの画素の液晶層の
厚さｄを変える必要がある。しかし、横電界方式の場
合、液晶層の厚さｄを変えると駆動電圧がそれぞれ変わ
ってしまう。
【００２７】横電界方式の液晶表示装置のしきい値電圧
Ｅcは〔２〕式で表される。
Ｅcは〔２〕式で表される。
【００２８】
【数２】
Ｅc＝π／ｄ・√〔Ｋ2／(ε0・Δε)〕 …〔２〕
ここで、ｄは液晶層の厚さ、Ｋ2は液晶のツイストの弾
性定数、ε0は真空の誘電率、Δεは液晶の誘電率の異
方性を示す。
性定数、ε0は真空の誘電率、Δεは液晶の誘電率の異
方性を示す。
【００２９】上記〔２〕式から分かるように、液晶層の
厚さｄが小さくなるとしきい値電圧は大きくなり、いわ
ゆる駆動電圧が大きくなる。従って、各色の画素の透過
率をそれぞれ最大にしようと液晶層の厚さｄを変える
と、それぞれの画素の駆動電圧が変化してしまうと云う
問題が生じる。
厚さｄが小さくなるとしきい値電圧は大きくなり、いわ
ゆる駆動電圧が大きくなる。従って、各色の画素の透過
率をそれぞれ最大にしようと液晶層の厚さｄを変える
と、それぞれの画素の駆動電圧が変化してしまうと云う
問題が生じる。
【００３０】折れ曲がった電極を用いたマルチドメイン
横電界方式の場合には、折れ曲がり角度をそれぞれ変え
ることにより駆動電圧を変えることができるため、この
問題を解決することができる。即ち、液晶層の厚さが小
さい画素では折れ曲がり角度を小さくし、液晶層の厚さ
が大きい画素では折れ曲がり角度を大きくすることによ
り、それぞれの画素の駆動電圧を等しくできる。
横電界方式の場合には、折れ曲がり角度をそれぞれ変え
ることにより駆動電圧を変えることができるため、この
問題を解決することができる。即ち、液晶層の厚さが小
さい画素では折れ曲がり角度を小さくし、液晶層の厚さ
が大きい画素では折れ曲がり角度を大きくすることによ
り、それぞれの画素の駆動電圧を等しくできる。
【００３１】
〔実施例 １〕図１は本発明の電極を形成した液晶表示
素子の単位画素の模式図である。また、図２は図１の液
晶表示素子の模式断面図である。
素子の単位画素の模式図である。また、図２は図１の液
晶表示素子の模式断面図である。
【００３２】ガラス基板１上にＡｌからなる共通電極２
および走査信号電極３が形成され、さらにその表面はア
ルミナ膜４で被覆されている。また、それらの電極の上
にＳｉＮからなるゲート絶縁膜５が形成され、さらにそ
の上に非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）膜６、ｎ型ａ−Ｓｉ膜
７、Ａｌ／Ｃｒからなる映像信号電極８および画素電極
９からなるＴＦＴ（Ｔhin Ｆilm Ｔransistor）が形成
されている。
および走査信号電極３が形成され、さらにその表面はア
ルミナ膜４で被覆されている。また、それらの電極の上
にＳｉＮからなるゲート絶縁膜５が形成され、さらにそ
の上に非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）膜６、ｎ型ａ−Ｓｉ膜
７、Ａｌ／Ｃｒからなる映像信号電極８および画素電極
９からなるＴＦＴ（Ｔhin Ｆilm Ｔransistor）が形成
されている。
【００３３】さらにその上層には、ＳｉＮからなる保護
膜１０が形成され、さらにその上層には配向膜１１が形
成されている。
膜１０が形成され、さらにその上層には配向膜１１が形
成されている。
【００３４】共通電極２は走査信号電極３と平行に配置
されている。また、画素の開口部２５は、共通電極２お
よび画素電極９によって４分割されている。また、画素
電極９は共通電極２と一部重なり合い、保持容量を形成
している。画素ピッチは横方向が１００μｍ、縦方向が
３００μｍであり、開口部の大きさは７７μｍ×２３５
μｍである。
されている。また、画素の開口部２５は、共通電極２お
よび画素電極９によって４分割されている。また、画素
電極９は共通電極２と一部重なり合い、保持容量を形成
している。画素ピッチは横方向が１００μｍ、縦方向が
３００μｍであり、開口部の大きさは７７μｍ×２３５
μｍである。
【００３５】また、開口部２５内の電極の幅はいずれも
６μｍである。開口部２５の大きさは、共通電極２と映
像信号電極８の間の光漏れが、上下基板の合わせ位置が
左右に５.５μｍずれても、正面から見えないよう決定
した。
６μｍである。開口部２５の大きさは、共通電極２と映
像信号電極８の間の光漏れが、上下基板の合わせ位置が
左右に５.５μｍずれても、正面から見えないよう決定
した。
【００３６】本実施例の特徴は、図１に示すように共通
電極２および画素電極９がそれぞれ折れ曲がっており、
折れ曲がり数が５である。また、共通電極２の映像信号
電極８に隣接する側は直線状に形成されている。界面で
の液晶を配向させるためのラビング方向２１と、電極
２，９とがなす角度、即ち、折れ曲がり角θはいずれの
電極においても等しく、本実施例ではその角θは１５度
とした。
電極２および画素電極９がそれぞれ折れ曲がっており、
折れ曲がり数が５である。また、共通電極２の映像信号
電極８に隣接する側は直線状に形成されている。界面で
の液晶を配向させるためのラビング方向２１と、電極
２，９とがなす角度、即ち、折れ曲がり角θはいずれの
電極においても等しく、本実施例ではその角θは１５度
とした。
【００３７】また、折れ曲がり数（開口部内の折れ曲が
り部の数）を３以上にすると、画素が４分割でもかなり
の開口率を得ることができる。図１のように折れ曲がり
数５の場合は、その開口率は３２.５％である。
り部の数）を３以上にすると、画素が４分割でもかなり
の開口率を得ることができる。図１のように折れ曲がり
数５の場合は、その開口率は３２.５％である。
【００３８】折れ曲がり角θで折れ曲がり数が１である
と映像信号電極８に隣接する共通電極２が非常に大きく
なり、開口率が著しく小さくなることが図１から容易に
推測できよう。この場合の開口率は２０.５％である、
このように折れ曲がり数を３以上とすることにより、開
口率を向上することができる。
と映像信号電極８に隣接する共通電極２が非常に大きく
なり、開口率が著しく小さくなることが図１から容易に
推測できよう。この場合の開口率は２０.５％である、
このように折れ曲がり数を３以上とすることにより、開
口率を向上することができる。
【００３９】なお、折れ曲がり数は奇数の方が望まし
い。電極を図１のように折り曲げることによるマルチド
メインの形成は、横電界方式の色調変化低減を目的とし
ている。電極を折り曲げることにより、液晶の向きが反
対称的なドメインをそれぞれ同数形成し、それぞれの色
調変化を補償し合うことになり色調変化を低減する。折
れ曲がり数が偶数の場合には、液晶の向きが反対称的な
ドメインの数が同数とならないため、マルチドメイン形
成による色調変化の低減効果が小さくなってしまう。従
って、折れ曲がり数は奇数である方が望ましい。
い。電極を図１のように折り曲げることによるマルチド
メインの形成は、横電界方式の色調変化低減を目的とし
ている。電極を折り曲げることにより、液晶の向きが反
対称的なドメインをそれぞれ同数形成し、それぞれの色
調変化を補償し合うことになり色調変化を低減する。折
れ曲がり数が偶数の場合には、液晶の向きが反対称的な
ドメインの数が同数とならないため、マルチドメイン形
成による色調変化の低減効果が小さくなってしまう。従
って、折れ曲がり数は奇数である方が望ましい。
【００４０】実際の折れ曲がり角θは、開口率の点から
は小さいことが望ましいが、あまり小さいとディスクリ
ネーションが発生する。また、折れ曲がり角θが小さい
と応答速度が急激に遅くなる。従って、２〜３０度、望
ましくは５〜３０度の範囲がよい。
は小さいことが望ましいが、あまり小さいとディスクリ
ネーションが発生する。また、折れ曲がり角θが小さい
と応答速度が急激に遅くなる。従って、２〜３０度、望
ましくは５〜３０度の範囲がよい。
【００４１】〔実施例 ２〕図３は本発明の電極を形成
した他の実施例の液晶表示素子の単位画素の模式図であ
る。本実施例では共通電極２の映像信号電極８に隣接す
る側が直線ではなく、他の電極と同様に折れ曲がってい
る以外は実施例１と同様である。
した他の実施例の液晶表示素子の単位画素の模式図であ
る。本実施例では共通電極２の映像信号電極８に隣接す
る側が直線ではなく、他の電極と同様に折れ曲がってい
る以外は実施例１と同様である。
【００４２】実施例１と同様に開口部２５の大きさは、
５６μｍ×２３５μｍとなる。この場合の開口率は２
５.４％となり、実施例１の場合に比べて小さい。この
場合、図１のように共通電極２の映像信号電極８に隣接
する側を直線状に形成すると開口率を大きくすることが
できる。
５６μｍ×２３５μｍとなる。この場合の開口率は２
５.４％となり、実施例１の場合に比べて小さい。この
場合、図１のように共通電極２の映像信号電極８に隣接
する側を直線状に形成すると開口率を大きくすることが
できる。
【００４３】図４は、折れ曲がり数と開口率の関係を示
した図である。画素サイズ等は実施例１と同等であり、
開口部の大きさが７７μｍ×２３５μｍであり、開口部
内の電極の幅は全て６μｍとした。
した図である。画素サイズ等は実施例１と同等であり、
開口部の大きさが７７μｍ×２３５μｍであり、開口部
内の電極の幅は全て６μｍとした。
【００４４】既述のように映像信号電極８と共通電極２
の間の領域の大きさは、折れ曲がり数に対して逆比例し
小さくなる。従って、折れ曲がり数が１から５まででは
折れ曲がり数の増加に伴い、相対透過率が急激に上昇す
る。しかし、折れ曲がり部に発生するディスクリネーシ
ョンによる透過率の低下は、折れ曲がり数に比例して大
きくなるので、図４のように折れ曲がり数が６を越える
と、逆に相対透過率が低下し、１１以上になると開口率
が３０％以下になる。従って、折れ曲がり数としては３
〜１１が望ましい。
の間の領域の大きさは、折れ曲がり数に対して逆比例し
小さくなる。従って、折れ曲がり数が１から５まででは
折れ曲がり数の増加に伴い、相対透過率が急激に上昇す
る。しかし、折れ曲がり部に発生するディスクリネーシ
ョンによる透過率の低下は、折れ曲がり数に比例して大
きくなるので、図４のように折れ曲がり数が６を越える
と、逆に相対透過率が低下し、１１以上になると開口率
が３０％以下になる。従って、折れ曲がり数としては３
〜１１が望ましい。
【００４５】〔実施例 ３〕図５は本発明の電極を形成
した他の実施例の液晶表示素子の単位画素の模式図であ
る。本実施例の特徴は共通電極２同志の連結部分が、図
１，３のように画素の下端ではなく、画素中央にある点
にある。
した他の実施例の液晶表示素子の単位画素の模式図であ
る。本実施例の特徴は共通電極２同志の連結部分が、図
１，３のように画素の下端ではなく、画素中央にある点
にある。
【００４６】この場合、中央の電極折れ曲がり部に発生
するディスクリネーションを共通電極で遮光できる。従
って、共通電極２同志の連結部分が画素の下端にある場
合と比較して、高開口率が得られる。
するディスクリネーションを共通電極で遮光できる。従
って、共通電極２同志の連結部分が画素の下端にある場
合と比較して、高開口率が得られる。
【００４７】実施例１と同様な画素サイズの構成した場
合には、本実施例での開口率は３３.５％となり、実施
例１より開口率を約１％向上することができる。
合には、本実施例での開口率は３３.５％となり、実施
例１より開口率を約１％向上することができる。
【００４８】〔実施例 ４〕図６は本発明の電極を形成
した他の実施例の液晶表示素子の単位画素の模式図であ
る。本実施例の特徴は映像信号電極８に隣接する共通電
極２の折れ曲がり部の折れ曲がり角を２種（θ1とθ2）
設けたことである。
した他の実施例の液晶表示素子の単位画素の模式図であ
る。本実施例の特徴は映像信号電極８に隣接する共通電
極２の折れ曲がり部の折れ曲がり角を２種（θ1とθ2）
設けたことである。
【００４９】こうすることにより、折れ曲がり角がθ2
だけの場合と比較して、電極の幅を小さくすることがで
き、これによって開口率を大きくすることができる。
だけの場合と比較して、電極の幅を小さくすることがで
き、これによって開口率を大きくすることができる。
【００５０】本実施例ではθ2が１５度で、θ1が３度と
した。また、θ1の部分とθ2の部分の電極の長さの比を
１：１とした。その他は実施例１と同様である。この場
合、開口率は３７.２％となり、実施例１の場合と比較
して大幅に向上することができる。
した。また、θ1の部分とθ2の部分の電極の長さの比を
１：１とした。その他は実施例１と同様である。この場
合、開口率は３７.２％となり、実施例１の場合と比較
して大幅に向上することができる。
【００５１】〔実施例 ５〕図７は本発明の電極を形成
した他の実施例の液晶表示素子の単位画素の模式図であ
る。また、図８はその液晶表示装置の模式断面図であ
る。本実施例の特徴は画素電極９を途中からＩＴＯに
し、保護膜１０の上画素電極９とＩＴＯ画素電極２２を
配置したことである。
した他の実施例の液晶表示素子の単位画素の模式図であ
る。また、図８はその液晶表示装置の模式断面図であ
る。本実施例の特徴は画素電極９を途中からＩＴＯに
し、保護膜１０の上画素電極９とＩＴＯ画素電極２２を
配置したことである。
【００５２】電極間に横方向の電界を印加した際、画素
電極８の上にも多少横方向の電界が発生する。従って、
該電極上の液晶も開口部と同様に上記電界によって駆動
される。画素電極９を途中からＩＴＯにしたことで電極
上の液晶の駆動回転による光の透過を利用でき、全体の
光透過率を上げ高輝度化を実現できる。
電極８の上にも多少横方向の電界が発生する。従って、
該電極上の液晶も開口部と同様に上記電界によって駆動
される。画素電極９を途中からＩＴＯにしたことで電極
上の液晶の駆動回転による光の透過を利用でき、全体の
光透過率を上げ高輝度化を実現できる。
【００５３】〔実施例 ６〕図９に本発明の電極を有す
る液晶表示素子の基板の模式正面図および模式断面図で
ある。本実施例の特徴は、画素Ｂの液晶層の厚さを画素
Ｇおよび画素Ｒの厚さより薄くし、画素Ｂの電極の折れ
曲がり角θを画素Ｇ，Ｂの折れ曲がり角より小さくした
ことである。実際には既述のように、各画素を透過する
光の波長に合わせて各画素の透過率が最大になるように
するには、このように液晶層の厚さを制御する必要が出
てくる。
る液晶表示素子の基板の模式正面図および模式断面図で
ある。本実施例の特徴は、画素Ｂの液晶層の厚さを画素
Ｇおよび画素Ｒの厚さより薄くし、画素Ｂの電極の折れ
曲がり角θを画素Ｇ，Ｂの折れ曲がり角より小さくした
ことである。実際には既述のように、各画素を透過する
光の波長に合わせて各画素の透過率が最大になるように
するには、このように液晶層の厚さを制御する必要が出
てくる。
【００５４】本実施例では、画素Ｂのリターデーション
を２４０ｎｍ、画素Ｇ，Ｒのリターデーションを２８０
ｎｍとした。前記〔２〕式からも分かるように、液晶層
の厚さが薄くなったことにより、画素Ｂの駆動電圧は画
素Ｇ，Ｒの駆動電圧より高くなる。そこで図９のように
画素Ｂの電極の折れ曲がり角θを小さくして、駆動電圧
が低くする。このように各画素の駆動電圧を同じにする
ことができる。
を２４０ｎｍ、画素Ｇ，Ｒのリターデーションを２８０
ｎｍとした。前記〔２〕式からも分かるように、液晶層
の厚さが薄くなったことにより、画素Ｂの駆動電圧は画
素Ｇ，Ｒの駆動電圧より高くなる。そこで図９のように
画素Ｂの電極の折れ曲がり角θを小さくして、駆動電圧
が低くする。このように各画素の駆動電圧を同じにする
ことができる。
【００５５】折れ曲がり角θは、直線状の電極を用いた
際の電極とラビング方向とのなす角度（ラビング角度）
に対応する。ラビング角度を小さくすると横電界方式で
のしきい値電圧と最大透過率を示す電圧とがそれぞれ小
さくなる。従って、ラビング角度を小さくすると駆動電
圧が小さくなる。
際の電極とラビング方向とのなす角度（ラビング角度）
に対応する。ラビング角度を小さくすると横電界方式で
のしきい値電圧と最大透過率を示す電圧とがそれぞれ小
さくなる。従って、ラビング角度を小さくすると駆動電
圧が小さくなる。
【００５６】この現象を利用すると、本実施例のように
各画素の光透過率を最大にでき、かつ、各画素の駆動電
圧を等しくできる。本実施例では画素Ｂの折れ曲がり角
を８度とし、画素Ｇ，Ｒの折れ曲がり角をそれぞれ１５
度とした。これにより、いずれの画素の駆動電圧も、ほ
ぼ同じにすることができた。このように各画素の駆動電
圧を同じにしたまゝで、各画素の透過率を最大にできる
ため、液晶表示装置の高輝度化を図ることができる。
各画素の光透過率を最大にでき、かつ、各画素の駆動電
圧を等しくできる。本実施例では画素Ｂの折れ曲がり角
を８度とし、画素Ｇ，Ｒの折れ曲がり角をそれぞれ１５
度とした。これにより、いずれの画素の駆動電圧も、ほ
ぼ同じにすることができた。このように各画素の駆動電
圧を同じにしたまゝで、各画素の透過率を最大にできる
ため、液晶表示装置の高輝度化を図ることができる。
【００５７】〔実施例 ７〕図１０は本発明の液晶表示
装置の全体構成図である。
装置の全体構成図である。
【００５８】実施例１の液晶表示素子のＴＦＴ基板上に
垂直走査回路１７、映像信号駆動回路１８、共通電極駆
動回路１９を接続し、電源回路およびコントローラ２０
から走査信号電圧、映像信号電圧、タイミング信号を供
給し、アクティブマトリクス駆動する。
垂直走査回路１７、映像信号駆動回路１８、共通電極駆
動回路１９を接続し、電源回路およびコントローラ２０
から走査信号電圧、映像信号電圧、タイミング信号を供
給し、アクティブマトリクス駆動する。
【００５９】実施例１の液晶表示素子では、上下基板の
ラビング方向はほぼ平行である。また、図１のラビング
方向２１と平行な透過軸を有する偏光板と、垂直な透過
軸を有する偏光板をそれぞれ基板の外側に張り付けて使
用する。このように配置することによってノーマリクロ
ーズ特性を得ることができる。
ラビング方向はほぼ平行である。また、図１のラビング
方向２１と平行な透過軸を有する偏光板と、垂直な透過
軸を有する偏光板をそれぞれ基板の外側に張り付けて使
用する。このように配置することによってノーマリクロ
ーズ特性を得ることができる。
【００６０】以上のような構成とすることにより、高輝
度で斜め方向の色調変化および階調反転のない横電界方
式の液晶表示装置を提供できる。
度で斜め方向の色調変化および階調反転のない横電界方
式の液晶表示装置を提供できる。
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば、高輝度で視野角が著し
く広く、かつ、斜め方向の色調変化および階調反転のな
い液晶表示装置を提供することができる。
く広く、かつ、斜め方向の色調変化および階調反転のな
い液晶表示装置を提供することができる。
【図１】本発明の電極を形成した実施例１の液晶表示素
子の単位画素の模式図である。
子の単位画素の模式図である。
【図２】図１の液晶表示素子の模式断面図である。
【図３】本発明の電極を形成した実施例２の液晶表示素
子の単位画素の模式図である。
子の単位画素の模式図である。
【図４】本発明の電極の折れ曲がり数と開口率の関係を
示した図である。
示した図である。
【図５】本発明の電極を形成した実施例３の液晶表示素
子の単位画素の模式図である。
子の単位画素の模式図である。
【図６】本発明の電極を形成した実施例４の液晶表示素
子の単位画素の模式図である。
子の単位画素の模式図である。
【図７】本発明の電極を形成した実施例５の液晶表示素
子の単位画素の模式図である。
子の単位画素の模式図である。
【図８】図７の液晶表示素子の模式断面図である。
【図９】本発明の電極を有する実施例６の液晶表示素子
の模式正面図および模式断面図である。
の模式正面図および模式断面図である。
【図１０】本発明の液晶表示素子を用いた液晶表示装置
の全体構成図である。
の全体構成図である。
１…ガラス基板、２…共通電極、３…走査信号電極、４
…アルミナ膜、５…ゲート絶縁膜、６…非晶質Ｓｉ（ａ
−Ｓｉ）膜、７…ｎ型ａ−Ｓｉ膜、８…映像信号電極、
９…画素電極、１０…保護膜、１１…配向膜、１２…液
晶層、１３…対向ガラス基板、１４…ブラックマトリッ
クス、１５…カラーフィルタ、１６…カラーフィルタ用
保護膜、１７…垂直走査回路、１８…映像信号駆動回
路、１９…共通電極駆動回路、２０…電源回路およびコ
ントローラ、２１…ラビング方向、２２…ＩＴＯ画素電
極、２３…表示領域、２４…電極、２５…開口部。
…アルミナ膜、５…ゲート絶縁膜、６…非晶質Ｓｉ（ａ
−Ｓｉ）膜、７…ｎ型ａ−Ｓｉ膜、８…映像信号電極、
９…画素電極、１０…保護膜、１１…配向膜、１２…液
晶層、１３…対向ガラス基板、１４…ブラックマトリッ
クス、１５…カラーフィルタ、１６…カラーフィルタ用
保護膜、１７…垂直走査回路、１８…映像信号駆動回
路、１９…共通電極駆動回路、２０…電源回路およびコ
ントローラ、２１…ラビング方向、２２…ＩＴＯ画素電
極、２３…表示領域、２４…電極、２５…開口部。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 太田 益幸
千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日
立製作所 電子デバイス事業部内
(72)発明者 近藤 克己
茨城県日立市大みか町七丁目１番１号
株式会社日立製作所 日立研究所内
(72)発明者 舟幡 一行
茨城県日立市大みか町七丁目１番１号
株式会社日立製作所 日立研究所内
(56)参考文献 特開 平７−134301（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−160061（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−234414（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−105908（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−148826（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−3092（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−311334（ＪＰ，Ａ)
特開2002−23179（ＪＰ，Ａ)
特開2002−40456（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/1343
G02F 1/1362
G02F 1/1337
G02F 1/1333
Claims (6)
- 【請求項１】一対の基板と、 該一対の基板間に挟持された液晶層と、 前記一対の基板の一方の基板上に形成され、該一方の基
板にほぼ平行な電界を液晶層に印加する複数の画素電極
及び共通電極と、前記画素電極及び前記共通電極 の少なくとも一つを保護
する保護膜と、 該保護膜又は前記画素電極若しくは前記共通電極上に形
成された配向膜と、を有する横電解方式の液晶表示装置
であって、前記一方の基板は 直線状に形成された映像信号電極を有
し、前記画素電極及び共通電極は基板面上で、かつ、一画素
内で 折れ曲がった構造を有し、しかも、その折れ曲がり
の数が一画素内で５〜１１であることを特徴とする液晶
表示装置。 - 【請求項２】前記電極の折れ曲がり数が奇数である請求
項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項３】前記映像信号電極に最も隣り合う前記折れ
曲がった電極は、映像信号電極側のみが直線状になるよ
う形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】前記複数の画素電極及び共通電極は、前記
一方の基板上にのみ形成され、これにより該一方の基板
にほぼ平行な電界を液晶層に印加する横電界方式の液晶
表示装置であって、前期折れ曲がった電極は、その折れ
曲がり部において、その折れ曲がり角度が異なる部分を
２つ以上有し、段階的に折れ曲がっていることを特徴と
する請求項１記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】一対の基板と、該基板間に挟持された液晶
層を有し、前記基板の少なくとも一方には、基板にほぼ
平行な電界を液晶層に印加する複数の電極と、該電極の
少なくとも一つを保護する保護膜と、該保護膜または電
極上に形成された配向膜を有する液晶表示装置におい
て、 青、緑、赤の画素を有し、前記青の画素におけるピーク
透過率波長が４５０〜５００ｎｍ、緑の画素におけるピ
ーク透過率波長が５４０〜５６０ｎｍ、赤の画素におけ
るピーク透過率波長が５４０〜６００ｎｍとなるよう液
晶層の厚さが形成され、各画素の電極は基板面上で折れ
曲がった構造を有し、かつ、その折れ曲がりの数が１画
素内で５〜１１で、前記青の画素における電極の折れ曲
がり角度は、前記緑の画素の電極の折れ曲がり角度より
も小さくなるよう形成されていることを特徴とする液晶
表示装置。 - 【請求項６】液晶層の厚さと液晶の屈折率異方性の積で
表されるリターデーションが、青の画素では４５０〜５
００ｎｍの概ね１／２、緑の画素では５４０〜５６０ｎ
ｍの概ね１／２、赤の画素では５４０〜６００ｎｍの概
ね１／２となるよう構成されている請求項５に記載の液
晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18643097A JP3519573B2 (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18643097A JP3519573B2 (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1130784A JPH1130784A (ja) | 1999-02-02 |
| JP3519573B2 true JP3519573B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=16188304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18643097A Expired - Fee Related JP3519573B2 (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3519573B2 (ja) |
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| KR100311212B1 (ko) * | 1999-06-29 | 2001-11-02 | 박종섭 | 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치 |
| JP4724339B2 (ja) | 1999-09-07 | 2011-07-13 | 株式会社日立製作所 | 液晶表示装置 |
| JP2004086226A (ja) * | 1999-10-21 | 2004-03-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示装置 |
| KR100345957B1 (ko) * | 2000-09-08 | 2002-08-01 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 인플레인 스위칭모드 액정 표시장치 |
| JP3427981B2 (ja) | 2000-07-05 | 2003-07-22 | 日本電気株式会社 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| JP2002040456A (ja) | 2000-07-28 | 2002-02-06 | Nec Corp | 液晶表示装置 |
| JP2002062544A (ja) | 2000-08-22 | 2002-02-28 | Nec Corp | アクティブマトリクス型液晶表示装置 |
| KR100748442B1 (ko) * | 2001-02-26 | 2007-08-10 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 수평전계 구동방식 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그제조 방법 |
| JP4863102B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2012-01-25 | Ｎｌｔテクノロジー株式会社 | 液晶駆動電極、液晶表示装置およびその製造方法 |
| JP6119908B1 (ja) * | 2016-07-08 | 2017-04-26 | 大日本印刷株式会社 | 調光フィルム、調光フィルムの積層体及び車両 |
-
1997
- 1997-07-11 JP JP18643097A patent/JP3519573B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH1130784A (ja) | 1999-02-02 |
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